本文根據(jù)視頻監(jiān)控行業(yè)的現(xiàn)狀，提出“整合系統(tǒng)”的概念，解決在平安城市建設(shè)中視頻監(jiān)控資源整合的問題。筆者通過在廣東江門市實(shí)施的一個(gè)城市監(jiān)控項(xiàng)目，闡述了“整合系統(tǒng)”中的關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用方式，解決城市監(jiān)控項(xiàng)目中已建視頻監(jiān)控系統(tǒng)和新建視頻監(jiān)控系統(tǒng)的融合問題，由單一平臺(tái)整合眾多的異構(gòu)網(wǎng)平臺(tái)，提升城市視頻監(jiān)控系統(tǒng)的易用性。
文/劉建新
平安城市建設(shè)是社會(huì)治安防控體系的重頭戲之一，也是構(gòu)建“和諧社會(huì)”的重要舉措。隨著“3111”工程的深入開展，全國(guó)各地都在進(jìn)行平安城市建設(shè)，有條件的地方和城市都在投資興建城市社會(huì)治安視頻監(jiān)控系統(tǒng)，北京、上海、深圳、廣州、昆明、沈陽(yáng)都計(jì)劃或已經(jīng)安裝監(jiān)控?cái)z像頭20萬(wàn)只以上，各地圖像資源多分為三種類型，第一類是能監(jiān)控、能聯(lián)網(wǎng)；第二類是只監(jiān)控、不聯(lián)網(wǎng)；第三類是只監(jiān)控和錄像、不聯(lián)網(wǎng)。
由于各地的實(shí)際情況不同，上述三類資源占總資源的比例各不相同，技術(shù)實(shí)現(xiàn)方式也不同。有的可能是老系統(tǒng)的升級(jí)換代，有的可能是使用已建系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)功能，有的可能需要新建?？紤]到資源擴(kuò)充等因素，可以想象，城市視頻監(jiān)控系統(tǒng)會(huì)使用多個(gè)廠家的產(chǎn)品和系統(tǒng)，隨之帶來的突出問題是：互聯(lián)互控困難、資源不能充分利用。作為用戶，也需要一個(gè)單一系統(tǒng)來支撐資源整合。雖然制定標(biāo)準(zhǔn)可以解決互聯(lián)互通的問題，但卻不能很好地解決已建系統(tǒng)的整合問題，同時(shí)限制了用戶的多元化需求。
整合系統(tǒng)定義
視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展歷經(jīng)了三個(gè)不同階段：模擬視頻監(jiān)控、多媒體微機(jī)平臺(tái)（嵌入式系統(tǒng)）的數(shù)字視頻監(jiān)控（數(shù)字硬盤機(jī)）、基于嵌入式網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器技術(shù)的數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控。視頻監(jiān)控發(fā)展歷程如圖1所示。
目前已建的系統(tǒng)主要包括：矩陣＋DVR＋視頻光端機(jī)的模擬系統(tǒng)、嵌入式或工控式帶網(wǎng)絡(luò)功能的DVR、全數(shù)字化的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，三種系統(tǒng)各有優(yōu)勢(shì)，本文中不具體討論。數(shù)字化的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)是未來的發(fā)展方向，也正是在監(jiān)控行業(yè)中引入網(wǎng)絡(luò)技術(shù)后，極大地促進(jìn)了自身的快速發(fā)展，同時(shí)為異構(gòu)監(jiān)控網(wǎng)的整合奠定了基礎(chǔ)。
在城市視頻監(jiān)控項(xiàng)目中，各個(gè)縣、市在建設(shè)本地的視頻監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)，并沒有遇到很大的困難。但是，這種分散的大規(guī)模的建設(shè)模式，特別是各地所使用的系統(tǒng)體制、視頻編解碼設(shè)備品牌的差異，導(dǎo)致最大的問題是不便于資源的集中管理，突出表現(xiàn)在互聯(lián)互控上。所以，在全國(guó)的大多數(shù)地區(qū)，都存在著監(jiān)控系統(tǒng)資源無(wú)法共享，圖像信息無(wú)法向上一級(jí)部門傳輸?shù)膯栴}。這樣，在遇到重大情況時(shí)，非常不利于上級(jí)部門對(duì)下級(jí)部門的整體調(diào)度和管理，也讓整套視頻監(jiān)控系統(tǒng)不能發(fā)揮它的最大作用。
要解決這個(gè)難題，最好的辦法就是建設(shè)一套完整的視頻監(jiān)控管理平臺(tái)，通過網(wǎng)絡(luò)將各個(gè)分散的異構(gòu)網(wǎng)聯(lián)接起來，實(shí)現(xiàn)中心對(duì)下屬各個(gè)地區(qū)監(jiān)控圖像資源的管理和調(diào)度，各個(gè)地區(qū)之間也可以通過這個(gè)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)圖像資源的共享，這樣才能真正發(fā)揮出各個(gè)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的作用。
對(duì)于矩陣＋DVR＋視頻光端機(jī)的模擬系統(tǒng)的整合，多是由兩種方法獲得圖像：一種是通過矩陣視頻輸出得到圖像，再通過視頻光端機(jī)遠(yuǎn)傳圖像；另一種是在矩陣圖像輸出端口上聯(lián)接視頻編碼設(shè)備，通過網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)傳圖像。這兩種整合矩陣系統(tǒng)的方式都需要額外增加硬件設(shè)備。 對(duì)于嵌入式或工控式帶網(wǎng)絡(luò)功能的DVR系統(tǒng)、全數(shù)字化的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的整合，則通過廠家開放的SDK（DVR系統(tǒng)SDK和視頻服務(wù)器設(shè)備SDK）來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的整合。這種方式不需要增加硬件設(shè)備，完全由軟件來處理。
筆者對(duì)整合系統(tǒng)作了一個(gè)基本的定義：該系統(tǒng)或平臺(tái)是由分布式的軟件模塊組成，通過網(wǎng)絡(luò)將各個(gè)異構(gòu)監(jiān)控網(wǎng)聯(lián)接起來，這些異構(gòu)網(wǎng)具備必要的聯(lián)網(wǎng)功能，并提供二次開發(fā)接口（提供SDK開發(fā)包）；該系統(tǒng)具備圖像互聯(lián)互控、圖像集中存儲(chǔ)、資源統(tǒng)一管理以及多級(jí)聯(lián)網(wǎng)等基本功能。圖2是整合系統(tǒng)軟件層次示意圖。
平臺(tái)框架結(jié)構(gòu)
前面整合系統(tǒng)定義中提到，該系統(tǒng)是由分布式的軟件模塊組成的，各個(gè)軟件模塊相對(duì)獨(dú)立，主要包括：異網(wǎng)代理、流媒體轉(zhuǎn)發(fā)、消息轉(zhuǎn)發(fā)、圖像查看與控制、圖像存儲(chǔ)和設(shè)備管理等模塊。整個(gè)整合系統(tǒng)根據(jù)項(xiàng)目情況，可以由多個(gè)監(jiān)控中心組成，中心與中心之間可以級(jí)聯(lián)。 服務(wù)器全部采用Linux操作系統(tǒng)。Linux操作系統(tǒng)起源于UNIX，Linux以它的高效率和靈活性著稱，能夠在PC計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)全部UNIX特性，具有多用戶、多任務(wù)的能力。Linux操作系統(tǒng)安全性和穩(wěn)定性都高于Windows系統(tǒng)，因此服務(wù)器端采用Linux系統(tǒng)，客戶端采用Windows系統(tǒng)，讓整個(gè)平臺(tái)穩(wěn)定運(yùn)行有所保證，同時(shí)兼顧一般用戶的操作習(xí)慣。整合平臺(tái)上包括五大服務(wù)模塊，三種客戶端模塊：
1、異構(gòu)網(wǎng)代理服務(wù)器
異構(gòu)監(jiān)控網(wǎng)通過接入網(wǎng)接入到整合平臺(tái)后，消息首先要經(jīng)過異構(gòu)網(wǎng)代理服務(wù)器。代理服務(wù)器的作用是：配置異構(gòu)網(wǎng)接入的基本網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，通過不同廠家的SDK提取相應(yīng)的設(shè)備（或系統(tǒng)）的圖像壓縮碼流、控制流、消息流等，再將這些差異化比較大的接口重新封裝，虛擬成一個(gè)整合平臺(tái)的設(shè)備（或子系統(tǒng)），由統(tǒng)一的接口來訪問。
2、消息處理/轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器
消息處理/轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器完成監(jiān)控中心內(nèi)部消息、跨級(jí)通信消息的處理和轉(zhuǎn)發(fā)。 消息種類主要包括：設(shè)備上下線消息、設(shè)備認(rèn)證消息、報(bào)警消息、用戶登陸消息等。
3、流媒體轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器
流媒體轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器根據(jù)圖像轉(zhuǎn)發(fā)表向不同的目的地轉(zhuǎn)發(fā)圖像，同時(shí)管理流媒體通道的創(chuàng)建、維護(hù)和銷毀。與消息服務(wù)器類似，支持跨級(jí)流媒體轉(zhuǎn)發(fā)。當(dāng)平臺(tái)上有IE監(jiān)控客戶端需要查看圖像時(shí)，在流媒體服務(wù)器上能開啟WEB服務(wù)，通過下載安裝插件，在IE上查看圖像。
4、圖像存儲(chǔ)服務(wù)器
圖像存儲(chǔ)服務(wù)器接收來自流媒體轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器的視頻流，根據(jù)設(shè)備管理服務(wù)器的存儲(chǔ)計(jì)劃配置來存儲(chǔ)圖像，平臺(tái)利用一個(gè)單獨(dú)的客戶端播放軟件來訪問圖像存儲(chǔ)服務(wù)器，檢索并調(diào)看存儲(chǔ)圖像。
5、設(shè)備管理服務(wù)器
設(shè)備管理服務(wù)器擔(dān)負(fù)著平臺(tái)上所有設(shè)備與軟件模塊的管理，主要功能：設(shè)備配置服務(wù)、用戶認(rèn)證服務(wù)、存儲(chǔ)與報(bào)警計(jì)劃管理、設(shè)備資源管理、本中心軟件模塊基本網(wǎng)絡(luò)配置、軟件模塊運(yùn)行狀況監(jiān)控等。用戶通過B/S方式登陸設(shè)備管理服務(wù)器，平臺(tái)管理員可以在網(wǎng)絡(luò)上的任何地方實(shí)現(xiàn)設(shè)備配置與狀態(tài)查看。
在企業(yè)級(jí)整合平臺(tái)中，管理服務(wù)器主要是對(duì)設(shè)備（包括軟件模塊）進(jìn)行管理。在電信級(jí)的整合平臺(tái)中，規(guī)模更加龐大，可能是幾個(gè)分屬不同地域的企業(yè)級(jí)整合平臺(tái)的集成，管理服務(wù)器上升到系統(tǒng)管理服務(wù)器，通過聯(lián)接幾個(gè)企業(yè)級(jí)整合平臺(tái)的設(shè)備管理服務(wù)器來實(shí)現(xiàn)更大范圍的聯(lián)網(wǎng)。
6、監(jiān)控工作站
監(jiān)控工作站主要是實(shí)現(xiàn)圖像的查看與控制，采用C/S軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)，為了方便用戶的使用，提供對(duì)設(shè)備參數(shù)、計(jì)劃錄像的簡(jiǎn)單配置界面。
7、圖像轉(zhuǎn)碼/解壓工作站
圖像在大屏幕電視墻上顯示是大多數(shù)監(jiān)控中心要求的功能，整合平臺(tái)在實(shí)現(xiàn)不同廠家圖像上墻時(shí)，通過不同廠家的解碼設(shè)備獲得模擬圖像，操作監(jiān)控工作站制定圖像上墻，或者是通過配置服務(wù)器配置圖像解壓工作站列表，在大屏幕上輪循顯示圖像。
8、遠(yuǎn)程用戶訪問
遠(yuǎn)程用戶包括兩類用戶：一類是普通用戶通過登陸WEB服務(wù)器查看圖像，另一類是系統(tǒng)管理員通過登陸管理服務(wù)器維護(hù)系統(tǒng)。兩種類型的用戶都是通過IE方式登陸系統(tǒng)。
系統(tǒng)組建方式
城市監(jiān)控不同于一般的行業(yè)視頻監(jiān)控，地域范圍廣、監(jiān)控場(chǎng)所復(fù)雜，基層監(jiān)控網(wǎng)的建設(shè)單位各不相同，分屬不同的行業(yè)。公安作為城市監(jiān)控的最大用戶，牽頭實(shí)施這個(gè)項(xiàng)目，系統(tǒng)的組建方式就要符合公安的行政單位劃分特點(diǎn)。系統(tǒng)組建方式分為三級(jí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，分別在市局、分局、派出所建立整合平臺(tái)監(jiān)控中心，各個(gè)中心的權(quán)限劃分，完全按照公安的上下級(jí)管理體制設(shè)計(jì)，各中心將自己管轄范圍內(nèi)的視頻資源整合進(jìn)來，通過中心級(jí)聯(lián)，達(dá)到整合資源共享。
整合平臺(tái)是城市視頻監(jiān)控系統(tǒng)中各種圖像資源的一個(gè)統(tǒng)一承載平臺(tái)，已建的監(jiān)控系統(tǒng)所選用的廠家產(chǎn)品多，且地域分布不固定，給整合平臺(tái)的接入網(wǎng)絡(luò)也提出了很高的要求。
市局作為江門地區(qū)公安系統(tǒng)的最高管理單位，對(duì)監(jiān)控中心要求主要是在重大事件發(fā)生的時(shí)候，可以及時(shí)調(diào)看到現(xiàn)場(chǎng)的圖像，在中心配備設(shè)施完善的大屏幕顯示單元，為了能直觀的掌控這個(gè)地區(qū)系統(tǒng)資源，配置有GIS地理信息系統(tǒng)，通過該系統(tǒng)可以方便的查找攝像點(diǎn)、調(diào)看圖像。市局直接接入的異構(gòu)網(wǎng)很少，大量圖像是從分局轉(zhuǎn)發(fā)而來的。
分局作為市局的下級(jí)單位，有直接接入的異構(gòu)網(wǎng)，也有從派出所轉(zhuǎn)發(fā)來的圖像，信息流量比較大，起到了一個(gè)圖像資源匯聚的作用。條件比較好的分局也配備有大屏幕顯示單元。
派出所最為公安系統(tǒng)的基層單位，大量的圖像資源會(huì)接入到這一級(jí)的整合平臺(tái)上，重點(diǎn)是對(duì)圖像進(jìn)行查看、本地選擇性存儲(chǔ)。根據(jù)實(shí)際情況，有的派出所網(wǎng)絡(luò)條件比較差，可以將一部分圖像資源直接接入到條件較好的分局平臺(tái)上。
整合平臺(tái)除了達(dá)到圖像互聯(lián)互通以外，還有大量的軟件管理功能，支持用戶管理和用戶權(quán)限組劃分，根據(jù)不同權(quán)限查看不同的圖像資源，保護(hù)敏感圖像不在網(wǎng)絡(luò)上隨意傳播，未來還將提供對(duì)敏感圖像的加密功能，提供更高的安全性。
結(jié)語(yǔ)
平安城市建設(shè)是一個(gè)規(guī)模龐大的系統(tǒng)工程，其中包括多個(gè)安防子系統(tǒng)，城市視頻監(jiān)控系統(tǒng)是一個(gè)重要組成部分，蘊(yùn)含著巨大的商機(jī)。目前，電信將其作為一個(gè)重要的增值業(yè)務(wù)來開展，一些老牌的電信設(shè)備提供商也開始涉足安防領(lǐng)域，為電信量身打造視頻監(jiān)控平臺(tái)，成功運(yùn)用到了城市監(jiān)控項(xiàng)目之中。
通過廣東江門城市監(jiān)控項(xiàng)目的成功試點(diǎn)，整合了該地區(qū)八種品牌的視頻監(jiān)控系統(tǒng)。在整合平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)了圖像的查看、控制、存儲(chǔ)和報(bào)警信號(hào)接入，通過軟件控件的方式與GIS系統(tǒng)的融合，在GIS客戶端上可以更直觀的調(diào)看圖像。圖像支持CIF和D1兩種分辨率，中心可以配置。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)一的別名處理機(jī)制，由整合平臺(tái)來管理各個(gè)異構(gòu)網(wǎng)監(jiān)控點(diǎn)。用戶權(quán)限劃分出系統(tǒng)管理員、超級(jí)用戶、普通用戶等三個(gè)組，每個(gè)組由授權(quán)和用戶組成，對(duì)視頻查看、系統(tǒng)配置、云臺(tái)控制分配不同的權(quán)限。目前實(shí)現(xiàn)了江門市局到分局的兩級(jí)整合平臺(tái)，接下來還將計(jì)劃進(jìn)一步建設(shè)派出所、社區(qū)一級(jí)的第三級(jí)整合平臺(tái)，整合并新建更多的視頻監(jiān)控點(diǎn)。
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